积分电路与微分电路 实验报告

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四、积分电路与微分电路

目的及要求：（1）进一步掌握微分电路和积分电路的相关知识。

（2）学会用运算放大器组成积分微分电路。

（3）设计一个RC微分电路，将方波变换成尖脉冲波。 （4）设计一个RC积分电路，将方波变换成三角波。 （5）进一步学习和熟悉Multisim软件的使用。 （6）得出结论进行分析并写出仿真体会。

一．积分电路与微分电路

1. 积分电路及其产生波形

1.1运算放大器组成的积分电路及其波形

设计电路图如图所示：

图 1.1积分电路

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其工作原理为：积分电路主要用于产生三角波，输出电压对时间的变化率与输入阶跃电压的负值成正比，与积分时间常数成反比，即

U0 t

UinR1C

式中，R1C积分时间常数，Uin为输入阶跃电压。

反馈电阻Rf的主要作用是防止运算放大器LM741饱和。

C为加速电容，当输入电压为方波时，输入端U01的高电平等于正电源 Vcc，低电平等于负电源电压 Vdd，比较器的U U 0时，比较器翻转，输入U01从高电平跳到低电平 Vdd。输出的是一个上升速度与下降速度相等的三角波形。

图1.2积分电路产生的波形

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1.2微分电路及其产生波形

2. 运算放大器组成的微分电路及其波形

设计的微分电路图：

图2.1微分电路

其工作原理为：将积分电路中的电阻与电容对换位子，并选用比较小的

时间常数RC，便得到了微分电路。微分电路中，输出电压与输入电压对时间的变化率的负值成正比，与微分时间常数成反比，所以

Rin

U0 RfC

U t

in

的主要作用是防止运放LM741产生自激振荡。v0 RCdV/dt，输出

电压正比与输入电压对时间的微商，符号表示相位相反，当输入电压为方波时，当t o时输出电压为一个有限制。随着C的充电，输出电压v0将逐渐衰减，最后趋于零，就回形成尖顶脉冲波。微分电路中用信号发生器输入方波信号，经过微分电路就会产生输出脉冲波信号。

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结论与体会：

通过此设计学会了用运算放大器组成的积分电路和微分电路，还学会了Multisim 软件的应用和使用方法。 示波器和信号发生器相比万用表来说比较复杂，功能多，，所以我们设计前也需做些预习，看一些课外资料。

比较微分电路的数据图得，输出的尖脉冲波形的宽度与电路的时间常数 有关， 越小尖脉冲波形越尖，充电速度越快，反之则宽，慢。

微分电路的输出波形只反映输入波形的突变部微分电路分，即只有输入波形发生突变的瞬间 才有输出而对恒定部分则没有输出。

积分电路中当输入方波时通过积分电路应该成为三角波，三角波通过微分电路变为方波，理论分析与实验观察的现象完全一致

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